新突破为核聚变实用化踏出重要一步 成为发电站还有多远?

撰文: 欧敬洛
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美国科学家成功首次在核聚变的实验中生产大于输入的能量,被视为是核聚变的重大突破。核聚变是什么?为何可以被称为无穷无尽的能量存源?人类距离建造核聚变发电站还有多远?

我们每天都在经历核聚变——来自太阳的热力。太阳和恒星的能量都是来自星球内部的核聚变反应,一些较轻的原子聚合成为更重的原子,途中产生巨大能量。

进行核聚变使用的是两种不同形式的氢,氘和氚。氘和氚会被放在特别制造的胶囊中,再使用激光束把胶囊加热至极端高热产生核聚变,让氘和氚变成氦核,能量会在此释放出来。

图为12月13日,加州利佛摩的劳伦斯利佛摩国家实验室,科学家们正发表他们的发言。(Nows)

由于这一过程需要先注入大量能量,因此核聚变后能否释放出比输入更大的能量成为关键。科学家首次实验成功,让生产的能量大于输入的能量,为未来进一步实验和应用带来可能。

核聚变的能量十分巨大,一杯水的氘,加上一点氚,可以为一间屋提供一年的电力。氚在地球的含量比较少,但可以经合成制造。而氢在宇宙的含量是最高的,地球的水亦富含氢原子,可谓取之不尽。

而核聚变产生的核辐射半衰期极短,核反应一旦终止便会即时停止,相对传统核裂变反应更安全,污染更小,是未来最受注目的洁净能源之一。

虽然这次实验产生的总合能量不高,但能够生产出大于输入的能量是个很大的突破。核聚变研究至今已超过半个世纪,这次是科学家首次展示核聚变的可能性。

伦敦帝国学院的等电浆物理学教授奇滕登(Jeremy Chittenden)表示,从展示能量增益到能够达至应用的效率还有很长的路要走:“实验展示了利用核聚变点火的过程,但要变成一个发电站,我们需要开发更简单的方法达成这些条件,而且不只是效率,还要更便宜,成为民用的水平。”